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| 內容簡介： |
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本书在软件人及其系统研究成果与实现技术的基础上，将宿主软件人和附体软件人引入机器人系统，给出一种软件人与机器人合一的技术解决方案，旨在解决现有机器人控制系统封闭、可扩展性差的问题。本书适用于从事计算机科学、控制科学、智能科学及相关领域的科学研究人员和工程应用人员使用，也可供高等院校计算机、自动化、智能科学技术等相关专业师生参考。
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| 關於作者： |
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张青川，男，博士，毕业于北京科技大学。北京工商大学计算机与信息工程学院信息管理系讲师，研究方向自然语言处理、数据挖掘与大数据、分布式人工智能。
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| 目錄：
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目录
第1章 绪论1
1.1大系统控制论2
1.1.1广义知识表达方法2
1.1.2大系统协调控制理论3
1.2开放式机器人系统3
1.3 软件人相关理论综述5
1.3.1 软件人的概念模型5
1.3.2 软件人个体构造原型6
1.4博弈论7
1.5本章小结8
第2章 软件人与机器人合一系统的总体设计9
2.1合一系统的体系结构框架10
2.2合一机制下机器人平台体系结构12
2.2.1宿主软件人对机器人系统的构造13
2.2.2宿主软件人管理守护机制的建立13
2.2.3合一机制下软件人平台的扩展14
2.3本章小结14
第3章 守护软件人的构造原理与技术15
3.1守护软件人的启动16
3.1.1守护软件人初始化流程16
3.1.2守护软件人初始化语言19
3.2守护软件人创建行为22
3.3守护软件人容错机制25
3.3.1软件人重新启动25
3.3.2检查点容错机制27
3.4守护软件人对任务部署的支持30
3.4.1守护软件人任务系统部署框架30
3.4.2软件人任务系统部署描述语言31
3.4.3基于QoS的部署规划33
3.4.4分布式并行部署实施35
3.5本章小结37
第4章 消息软件人的构造原理与技术39
4.1分布式软件人系统通信框架40
4.2消息软件人通信信道建立行为43
4.2.1 软件人通信协议栈43
4.2.2 软件人通信信道45
4.3消息软件人的命名服务行为49
4.3.1消息软件人的命名与定位49
4.3.2消息软件人消息转发机制51
4.3.3消息软件人通知消息55
4.4本章小结56
第5章 管理软件人的构造原理与技术57
5.1 软件人系统中的知识模型58
5.2管理软件人知识模型59
5.3管理软件人行为规范61
5.3.1SM.man对SM.fun的行为控制61
5.3.2环境资源感知行为65
5.3.3决策规则推理行为66
5.3.4社区任务管理行为67
5.4基于SOECAP模型的决策推理69
5.4.1SOECAP规则模型70
5.4.2规则冲突问题描述72
5.4.3SOECAP规则冲突检测73
5.4.4SOECAP规则冲突消解74
5.4.5系统管理规则的优化与生成76
5.5本章小结78
第6章 功能软件人的构造原理与技术79
6.1功能软件人知识模型80
6.2功能软件人行为规范82
6.2.1功能软件人服务行为规范82
6.2.2功能软件人任务行为规范83
6.3基于知识表示的软件人交互88
6.3.1软件人通信语言的格式89
6.3.2软件人通信原语89
6.3.3软件人通信语言内容91
6.4本章小结93
第7章宿主软件人的构造原理与技术95
7.1宿主软件人知行模型96
7.1.1软件人知行模型定义97
7.1.2软件人知识行为一体化描述98
7.2宿主软件人体系结构设计100
7.3宿主软件人知识行为一体化描述模型102
7.4宿主软件人服务行为描述104
7.4.1系统初始化行为105
7.4.2通信信道建立行为105
7.4.3迁移接收行为106
7.4.4硬件抽象层服务行为107
7.4.5节点容错机制109
7.4.6对附体软件人的控制行为110
7.4.7环境资源感知行为111
7.5宿主软件人的实现技术112
7.5.1宿主软件人知识模型实现112
7.5.2宿主软件人服务行为实现115
7.6本章小结118
第8章附体软件人的构造原理与技术119
8.1附体软件人体系结构设计120
8.2附体软件人知识行为一体化描述模型121
8.3附体软件人行为描述123
8.3.1附体软件人服务行为描述123
8.3.2附体软件人任务行为描述124
8.4基于知行模型的软件人知识通信126
8.4.1层次结构126
8.4.2层次结构设计127
8.5附体软件人的实现技术131
8.5.1附体软件人知识模型实现131
8.5.2附体软件人的加载与解析133
8.5.3附体软件人的迁移135
8.6本章小结137
第9章合一系统中多任务的动态分配139
9.1任务描述与分解140
9.1.1任务描述140
9.1.2任务分解142
9.2动态任务协调分配机制与算法145
9.2.1多任务争用冲突资源分配模型146
9.2.2资源需求长度计算算法147
9.3资源权重的自适应调整方法148
9.4本章小结151
第10章合一系统中软件人群体协作的实现与应用153
10.1基于树莓派的移动机器人控制系统搭建154
10.2移动机器人与服务器间通信机制的实现156
10.3协作算法实现161
10.4软件人群体协作机制的性能评测164
10.5本章小结166
第11章结论167
参考文献169
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| 內容試閱：
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自20世纪60年代机械手诞生以来，机器人技术一直是学术界和工业界的研究热点。世界各国纷纷把突破机器人技术和发展机器人产业放在科技发展的首要位置，并制定各自的发展战略规划。2012年，美国国家科学基金会（NSF）提出了一项新的跨机构资助计划国家机器人技术计划（NRI），美国国家科学基金会与美国国家宇航局、美国国立卫生研究院、美国农业部一起开发协助人们工作的机器人，甚至是与人类合作的下一代机器人。2006年，我国发布《国家中长期科学和技术发展规划纲要（20062020年）》，明确指出把机器人作为未来优先发展的战略技术。
机器人技术集机械、信息、材料、智能控制、生物医学等多学科于一体。机器人控制系统负责机器人的智能、推理、任务规划等，它是机器人技术研究的核心部分。传统的机器人控制系统采用封闭式的方法，其控制系统采用专用微处理器、专用机器人语言或专用的计算机独立开发。采用封闭式控制系统的机器人虽然具有结构简单、可靠性高的特点，但随着机器人应用领域的不断扩大，其可扩展性差、软件难移植、可复用性低等局限性日益凸显。因此，如何构建开放、标准化、模块化的机器人控制系统，以及如何提高机器人的柔性、可配置性、可扩展性、可移植性和复用性等，成为机器人研究的关键。
目前, 世界上大多数商业机器人控制器普遍采用上位机、下位机二级分布式的开放控制系统。上位机负责整个系统管理、运动学计算、轨迹规划等。下位机由多个CPU组成，每个CPU控制一个关节运动，这些CPU通过总线形式的紧耦合与主控机联系，这种结构的控制器工作速度和控制性能明显提高。但是，由于上位机和下位机存在共同的弱点计算负担重、实时性差，因此，大多机器人采用离线规划和前馈补偿解耦等方法减轻实时控制中的计算负担。当机器人在运行中受到干扰时，由于无法及时调整，其任务完成情况可能受到一定影响。同时，采用上位机、下位机的方法，虽然提高了机器人控制系统的可扩展性和复用性等，但这种主控式的方法无法完成机器人功能的动态配置与在线重构。
近年来，在软计算、智能化领域中，软件人是发展较快的研究方向。从理论构造和实现来说，它是软件领域中智体（Agent）和对象的升华，是将人工生命、人工社会研究方法与现有Agent研究成果结合起来的网络世界中的虚拟机器人，学习与进化特征是其区别于Agent的关键。与通常的Agent相比，它更富有人工生命的特性和活性，尤其是具有拟人的智能和情感，能够模拟人的功能和行为，并能扩展和延伸人的行为，代理人类置身、穿梭于各种计算机网络和软件世界；同时，软件人具有拟人的自主性、主动性，可根据任务需求、环境的变化，自主决策产生行为意图，主动为用户提供个性化服务。前人已经成功在微型计算机上构造出软件人系统。本书提出软件人与机器人合一机制，将软件人的拟人功能和拟人行为融入机器人控制系统，构建一种新的机器人嵌入式系统体系结构。机器人系统与软件人系统的融合合一系统的思想：针对机器人控制平台封闭式结构的局限性，将软件人引入机器人控制系统，构造以宿主软件人为信息处理和管理守护中心、附体软件人为机器人功能控制中心、机器人为传感载体和末端执行机构的平台，构建开放的分布式体系结构，在机器人与微型计算机之间构造对等、柔性、动态的协同模式，实现对机器人功能的动态配置与在线重构，进一步提升机器人系统的柔性智能能力，改善其环境的适应协调能力。
本书在软件人及其系统研究成果与实现技术的基础上，将宿主软件人和附体软件人引入机器人系统，给出一种软件人与机器人合一的技术解决方案，旨在解决现有机器人控制系统封闭、可扩展性差的问题。本书适合从事计算机科学、控制科学、智能科学及相关领域科学研究人员和工程应用人员使用，也可供高等院校和科研院所计算机、自动化、智能科学等相关专业师生参考。
本书共11章，第1章和第2章由曾广平执笔，主要介绍软件人系统与机器人控制系统合一机制的总体设计；第3章和第4章由肖超恩执笔，主要介绍守护软件人和消息软件人的构造原理与技术；第5～11章由张青川执笔，主要介绍管理软件人、功能软件人、宿主软件人和附体软件人的构造原理与技术，以及合一系统简介。
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